La cursa per emmagatzemar més energia en menys espai acaba de fer un gir prometedor. Investigadors de l'Institut de Tecnologia d'Illinois i el Laboratori Nacional Argonne han desenvolupat una bateria recarregable de liti-aire que podria superar per quatre les actuals bateries d'ions de liti. I com ja podràs endevinar, el seu secret no es troba en el liti, sinó també en l'aire, ja que es produeix una reacció química de quatre electrons que fins ara havia estat esquiva.
La bateria que respira aire
A diferència de les bateries convencionals, que fan servir electròlits líquids, aquesta nova arquitectura aposta per un electròlit sòlid compost, que inclou nanopartícules amb liti dins d'una matriu de ceràmica i polímer. Aquesta combinació permet el que fins ara havia estat imaginat en simulacions: una reacció química en què intervenen quatre electrons, formant òxid de liti de manera reversible i estable a temperatura ambient.
Però, per què és això important? Perquè que hi hagi més electrons en la reacció significa que també es podrà emmagatzemar més energia. De fet, molta més. Es calcula que amb aquest disseny es podria assolir una densitat energètica de 1.200 Wh per quilogram, unes quatre vegades més que amb les bateries actuals. Per fer-se una idea, això apropa la densitat energètica d'una bateria al nivell dels combustibles fòssils com la gasolina, però sense els seus inconvenients.
A més de l'augment de capacitat, el pas a un electròlit sòlid també afegeix un benefici extra molt important: seguretat. En eliminar els líquids inflamables, es redueix dràsticament el risc d'incendis o fugues, tal com hem vist recentment en incendis en cotxes elèctrics. Si li afegeixes una vida útil d'almenys 1.000 cicles de càrrega, aquesta bateria no només promet potència, sinó també durabilitat.
La clau de l'avenç ha estat combinar l'electròlit sòlid amb un catalitzador poc comú, conegut com a fosfur de trimolibdeno, que afavoreix la formació i descomposició de l'òxid de liti durant el funcionament. Gràcies a tècniques avançades com la criomicroscopía electrònica, els científics han pogut observar aquesta transformació en acció i confirmar que, efectivament, el procés es produeix de forma estable i controlada.
Aquesta investigació ha estat publicada a la revista científica Science i ha estat finançada pel Departament d'Energia dels Estats Units, a més d'altres institucions científiques. Parlem d'un estudi que no només estableix les bases d'una nova generació de bateries més netes, segures i potents, sinó que també obre el camí per redissenyar per complet la química d'emmagatzemament energètic, amb una bateria que respira aire i transforma la nostra manera de consumir energia.